高考化学一轮复习 7.1化学反应速率及影响因素课件.ppt

教材案 考纲解读 第1讲化学反应速率及影响因素 一 化学反应速率 1 定义 表示化学反应进行的快慢的量 通常用单位时间内反应物或生成物的浓度 常用 物质的量浓度 变化来表示 其表达式为v 2 单位 mol l 1 s 1或mol l 1 min 1等 3 特点 同一反应 相同状态的物质 用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比 如ma g nb g py g qz g v a v b v y v z m n p q 特别提醒 1 化学反应速率是一段时间内的平均值 且无论用反应物还是用生成物表示均取正值 而瞬时速率可由物质的浓度随时间的变化曲线通过数学方法得到 2 在一定温度下 对于固体和纯液体物质 单位体积的物质的量保持不变 其物质的量浓度也为常数 则它们的化学反应速率视为常数 因此一般不用固体和纯液体物质表示化学反应速率 3 同一化学反应 相同条件下用不同物质表示的反应速率 其数值可能不同 但表示的意义相同 即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应速率 而且描述化学反应速率时应指明物质 答案 2mol l 1 min 1 互动探究1已知反应 a 3b2c d 在某段时间内以a的浓度变化表示的化学反应速率为1mol l 1 min 1 则此段时间内以c的浓度变化表示的化学反应速率是多少 1 测定原理 测量化学反应速率的方法主要围绕着时间和物质的量展开 时间 在规定时间内测变化量 或测一定变化量所需的时间 物质的量 浓度的变化 气体体积的变化 质量的变化等 2 测定方法 1 根据颜色变化 在溶液中 当反应物或产物本身有较明显的颜色时 可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反 二 化学反应速率的测定 应的过程和测量反应速率 2 根据释放出气体的体积 2g锌粒分别与40ml1mol l 1h2so4溶液和40ml4mol l 1h2so4溶液反应 后者所用时间较短 说明后者比前者反应速率 快 中学阶段最常采用的就是量气法 而对于有固体或液体质量变化的反应 可用其质量变化来测定 对于有导电物质产生或消耗的反应 可用导电能力来测定 对于有酸或碱生成或消耗的反应 可用酸碱指示剂变色来测 定 或利用ph计跟踪测量 三 影响化学反应速率的因素 1 内因 主要因素 反应物本身的 性质 如金属与水反应的速率 na mg al 2 外因 其他条件不变 改变一个条件 1 浓度 对有气体参加的反应或在溶液中发生的反应产生影响 在其他条件不变时都符合 浓 快稀 慢 的原理 一般来讲 增加反应气体或溶液的浓度可加快反应速率 固体和纯液体的浓度视为常数 其量的改变不影响反应速率 2 压强 压强对反应速率的影响 关键是看改变压强时是否改变相关物质的浓度 对于有气体参加的反应体系 压强的改变实质是气体物质 浓度的改变 有以下几种情况 恒温 增大压强体积减小浓度增大 反应速率加快 恒容 充入气体反应物浓度增大反应速率增大 充入稀有气体总压增大 但各物质浓度不变反应速率不变 恒压 充入稀有气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减小 3 温度 实验测得 对于溶液中的反应 温度每升高10k 反应速率增大到原来的2 4倍 特别提醒 升高温度 无论是吸热反应 还是放热反应 反应速率都增大 4 催化剂 当使用催化剂时 反应的活化能ea降低 从而使反应速率增大 特别提醒 催化剂能改变化学反应速率 增大或减小 但不能使 本来不会发生的反应变为可以发生 对可逆反应来说 正反应的催化剂同时也是逆反应的催化剂 催化剂同等程度地改变正 逆反应速率 对化学平衡状态无影响 生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率 5 其他因素 反应物颗粒大小 接触面积 是否构成原电池 超声波 扩散速度 溶剂 光等 3 外因影响化学反应速率的理论解释 活化分子有效碰撞理论 影响化学反应速率实际是通过影响单位体积内活化分 子的数量 增加 或减少 有效碰撞次数来实现的 具有足够高能量的分子 能发生有效碰撞 称活化分子 能够发生化学反应的碰撞是有效碰撞 活化分子是发生有效碰撞的必要条件 而有效碰撞是活化分子的充分条件 活化分子有效碰撞理论对浓度 压强 温度 升高温度 分子热运动也加剧 催化剂等对化学反应速率的影响的解释如图1和图2 答案 一定温度时 往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体 反应速率不变 在一定温度 一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体 相当于减小了反应物的浓度 反应速率减小 互动探究2对于有气体参加的反应来说 一定温度时 往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体 反应速率是否发生变化 在一定温度 一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体 反应速率是否又发生变化 考点透析 考点1化学反应速率的比较 典例1对于反应a2 g 3b2 g 2c g 来说 以下表示的化学反应速率中 反应最快的是 a v b2 0 8mol l 1 s 1 b v a2 0 4mol l 1 s 1 c v c 0 6mol l 1 s 1 d v b2 42mol l 1 min 1 解析 以v b2 为标准 b项相当于v b2 1 2mol l 1 s 1 c项相当于v b2 0 9mol l 1 s 1 d项相当于v b2 0 7mol l 1 s 1 答案 b 再换算成同一物质表示的速率 最后比较数值的大小 仅限于相同条件和相同时间段 方法2 比较化学反应速率与化学计量数的比值 即对于一般反应 aa bbcc dd 比较与 若 则v a v b 技能归纳 由于同一化学反应速率用不同物质表示时 数值可能不同 所以比较反应的快慢不能只看数值的大小 而要进行一定的转化 方法1 看单位是否统一 若不统一 换算成相同的单位 1 反应a g 3b g 2c g 2d g 在四种不同情况下的反应速率如下 其中表示反应速率最快的是 a v a 0 15mol l 1 min 1 b v b 0 01mol l 1 s 1 c v c 0 40mol l 1 min 1 d v d 0 45mol l 1 min 1 学以致用 解析 对同一化学反应而言 可以用不同的物质表示其速率 比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率 其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的计量数之比 根据v a v b v c v d 1 3 2 2 转化为用a的浓度变化表示的反应速率为a项 v a 0 15mol l 1 min 1 b项 v a 0 20mol l 1 min 1 c项 v a 0 20mol l 1 min 1 d项 v a 0 225mol l 1 min 1 故反应速率的快慢顺序为d c b a 故选d项 答案 d 考点2化学反应速率的基本计算 典例2某温度时 在2l容器中 x y z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示 由图中数据分析 该反应的化学方程式为 反应开始至2min 用z表示的平均反应速率为 解析 由图可知 x y的物质的量随反应的进行而减小 z的物质的量随反应的进行而增大 则x和y为反应物 z为生成物 n x 1 0mol 0 7mol 0 3mol n y 1 0mol 0 9mol 0 1mol n z 0 2mol 0 0 2mol 反应的化学方程式为3x y2z v z 0 05mol l 1 min 1 答案 3x y2z 0 05mol l 1 min 1 技能归纳 利用化学反应速率的定义计算时 必须注意分子为反应前后同一种物质的物质的量浓度的变化 而且不能取负值 只能取绝对值 分母是反应所需时间 化学反应速率的计算有如下几种基本类型 已知始量 终量和时间 求速率 求出浓度的差量 再除以时间即可 然后再利用化学反应中 各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比这一规律进行计算 通过浓度 或物质的量 时间曲线求速率 根据曲线 注意坐标及其单位 即可求出速率 2 将nh4br固体置于密闭容器中 在某温度下 发生下列可逆反应 nh4br s nh3 g hbr g 2hbr g br2 g h2 g 2min后 测得c h2 0 5mol l 1 c hbr 4mol l 1 若上述反应速率用v nh3 表示 其值为 a 0 5mol l 1 min 1b 2 5mol l 1 min 1 c 2mol l 1 min 1d 5mol l 1 min 1 学以致用 答案 b 考点3影响化学反应速率的因素 典例3反应 n2 o22no在密闭容器中进行 下列条件中能增大化学反应速率的是 假设温度不变 a 缩小体积使压强增大 b 充入ne保持压强不变 c 体积不变 充入ne使压强增大 d 减小压强 使体积增大 解析 题给反应是气体间的反应 缩小体积 气体的浓度增大 反应速率增大 a项正确 充入ne保持压强不变 必然使容器体积增大 反应物浓度减小 反应速率减小 b d项均错误 保持体积不变 充入ne使压强增大 反应物浓度不变 反应速率也不变 c项错误 答案 a 学反应速率一定改变 若有效气体浓度无变化 则化学反应速率不改变 技能归纳 分析改变压强对化学反应速率的影响时 关键是看有效气体浓度是否有变化 若有效气体浓度有变化 则化 3 在c s co2 g 2co g 反应中 可使反应速率增大的措施是 增大压强 增加炭的量 通入co2 恒压下充入n2 恒容下充入n2 通入co a b c d 学以致用 解析 根据影响化学反应速率的条件直接加以判断 增大压强 反应速率加快 增加固体反应物的量不能加快反应速率 通入co2相当于增大反应物浓度 反应速率加快 恒压下充入n2 容器体积扩大 气体物质的浓度减小 反应速率减小 恒容下充入n2 参加反应的各物质浓度没变 故反应速率不变 通入co即增大生成物的浓度 最终使正 逆反应速率都加快 答案 c 考点4有关化学反应速率的图像 表 典例4把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中 产生氢气的速率变化如图所示 下列因素中 影响反应速率的是 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 cl 的浓度 a b c d 解析 镁条和盐酸反应产生氢气的离子方程式为mg 2h mg2 h2 是镁与酸中h 间的置换反应 与cl 无关 故 不是影响该反应速率的因素 在镁条的表面有一层氧化膜 当将镁条投入盐酸中时 随着氧化膜的不断溶解 镁与盐酸的接触面积不断增大 则产生氢气的速率会加快 溶液的温度对该反应也有影响 温度越高 产生氢气的速率越快 随着反应的进行 h 浓度不断减小 则反应速率逐渐减慢 答案 c 技能归纳 有关化学反应速率的图像 表 题中的曲线变化以及表格数据较多 要从曲线变化和表中的数据加以对比分析 找出对解题有用的信息和数据 解答此类题 关键要在审清题意的基础上 提炼出有效信息 并根据信息的指向解决问题 特别是速率与时间 或者浓度与时间 的变化曲线图主要考查的是外因对化学反应速率的影响及折点处到底是哪个因素起主要作用影响了化学反应速率 4 已知下列各组反应 表中的物质均为反应物 的反应物及温度 则反应开始时 放出h2的速率最快的是 学以致用 解析 本题考查了影响化学反应速率的因素 反应物的本身性质 如硝酸与mg反应生成氮的氧化物而不是h2 mg的金属性比fe强 是影响化学反应速率的决定因素 盐酸浓度越大 温度越高 化学反应速率越快 放出h2的速率越快 答案 d 实验探究影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素有很多 如浓度 压强 温度 催化剂等 它可通过实验来探究 示例 某探究小组用hno3与大理石反应过程中质量减小的方法 研究影响反应速率的因素 所用hno3浓度为1 00mol l 1 2 00mol l 1 大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格 实验温度为298k 308k 每次实验hno3的用量为25 0ml 大理石用量为10 00g 1 请完成以下实验设计表 并在实验目的一栏中填出对应的实验编号 2 实验 中co2质量随时间变化的关系见下图 解析 本题考查实验探究外界因素对反应速率的影响及考生的实验数据处理能力 hno3浓度减小一半 产生等量的co2所需的时间近似增加1倍 温度升高10k 反应速率近似增大2 4倍 产生等量的co2所需的时间也近似减少 大理石细颗粒也可加快反应速率 3 请在上图中 画出实验 和 中co2质量随时间变化关系的预期结果示意图 答案 1 2 70 90s 生成co2的质量为m co2 0 95g 0 85g 0